工厂供电设计Word下载.docx
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厂房编号
用电单位名称
负荷性质
设备容量/kw
需要系数
功率因数
2
铸造车间
动力
202-402
0.3~0.4
0.65~0.70
照明
7~12
0.7~0.9
1.0
3
锻压车间
202~402
0.2~0.3
0.60~0.65
4
金工车间
5
工具车间
6
电镀车间
152~302
0.4~0.6
0.70~0.80
7
热处理车间
102~202
8
装配车间
0.65~0.75
9
机修车间
0.60~0.70
4-7
10
锅炉房
3-4
1
仓库
52~102
宿舍区
0.6~0.8
（1）负荷计算
负荷计算的方法有需要系数法、二项式等几种，本设计采用需要系数法确定。
主要计算公式有：
有功功率：
P30=Pe·
Kd
无功功率:
Q30=P30·
tgφ
视在功率:
S3O=P30/Cosφ
计算电流:
I30=S30/√3UN
根据要求及负荷计算公式，分别计算各车间的P30、Q30、S30、I30，然后列出表格。
1）仓库：
动力负荷：
Pe=102kwKd=0.3cosφ=0.7
tanφ=tanarccosφ=1.02
P30=Kd•Pe=0.3*102=30.6kw
Q30=P30•tanφ=30.6*1.02=31.2kvar
S30=P30/cosφ=30.6/0.7=43.7kvA
I30=S30/√3UN=66.4A
照明负荷:
Pe=4kwKd=0.9cosφ=1.0
tanφ=tanarccosφ=0
P30=Kd•Pe=0.9*4=3.6kw
Q30=P30•tanφ=3.6*0=0kvar
S30=P30/cosφ=3.6/1.0=3.6kvA
I30=S30/√3UN=9.4A
本车间:
I′30=66.4+9.4=75.8A
2）铸造车间：
Pe=402kwKd=0.4cosφ=0.7
P30=Kd•Pe=0.4*402=160.8kw
Q30=P30•tanφ=160.8*1.02=164.0kvar
S30=P30/cosφ=160.8/0.7=229.7kvA
I30=S30/√3UN=349.0A
Pe=12kwKd=0.9cosφ=1.0
P30=Kd•Pe=0.9*12=10.8kw
Q30=P30•tanφ=10.8*0=0kvar
S30=P30/cosφ=10.8/1.0=10.8kvA
I30=S30/√3UN=28.3A
I′30=349.0+28.3=377.3A
3）锻压车间：
Pe=402kwKd=0.3cosφ=0.65
tanφ=tanarccosφ=1.17
P30=Kd•Pe=0.3*402=120.6kw
Q30=P30•tanφ=120.6*1.17=141.0kvar
S30=P30/cosφ=120.6/0.65=185.5kvA
I30=S30/√3UN=281.9A
I′30=281.9+28.3=310.2A
4）金工车间：
5）工具车间：
6）电镀车间：
Pe=302kwKd=0.6cosφ=0.8
tanφ=tanarccosφ=0.75
P30=Kd•Pe=0.6*302=181.2kw
Q30=P30•tanφ=181.2*0.75=135.9kvar
S30=P30/cosφ=181.2/0.8=226.5kvA
I30=S30/√3UN=344.1A
I′30=344.1+28.3=372.4A
7）热处理车间：
Pe=202kwKd=0.6cosφ=0.8
P30=Kd•Pe=0.6*202=121.2kw
Q30=P30•tanφ=121.2*0.75=90.9kvar
S30=P30/cosφ=121.2/0.8=151.5kvA
I30=S30/√3UN=230.2A
I′30=230.2+28.3=258.5A
8）装配车间：
Pe=202kwKd=0.4cosφ=0.75
tanφ=tanarccosφ=0.88
P30=Kd•Pe=0.4*202=80.8kw
Q30=P30•tanφ=80.8*0.88=71.3kvar
S30=P30/cosφ=80.8/0.75=107.7kvA
I30=S30/√3UN=163.7A
I′30=163.7+28.3=192.0A
9）机修车间：
Pe=202kwKd=0.3cosφ=0.7
P30=Kd•Pe=0.3*202=60.6kw
Q30=P30•tanφ=60.6*1.02=61.8kvar
S30=P30/cosφ=60.6/0.7=86.7kvA
I30=S30/√3UN=131.5A
照明负荷：
Pe=7kwKd=0.9cosφ=1.0
P30=Kd•Pe=0.9*7=6.3kw
Q30=P30•tanφ=6.3*0=0kvar
S30=P30/cosφ=6.3/1.0=6.3kvA
I30=S30/√3UN=16.5A
I′30=131.5+16.5=148.0A
10）锅炉房：
Pe=202kwKd=0.6cosφ=0.7
Q30=P30•tanφ=121.2*1.02=123.6kvar
S30=P30/cosφ=121.2/0.7=173.1kvA
I30=S30/√3UN=263.1A
Pe=4kwKd=0.9cosφ=1.0
I30=S30/√3UN=16.5A
I′30=263.1+16.5=279.6A
11）宿舍区
Pe=402kwKd=0.7cosφ=1.0
P30=Kd•Pe=0.7*402=281.4kw
Q30=P30•tanφ=281.4*0=0kvar
S30=P30/cosφ=281.4/1.0=281.4kvA
I30=S30/√3UN=427.5A
各用电车间负荷计算结果如下表：
P30
Q30
I30
I′30
30.6
31.2
66.4
75.8
3.6
9.4
160.8
164.0
349.0
377.3
10.8
28.3
120.6
141.0
281.9
310.2
181.2
135.9
344.1
372.4
121.2
90.9
230.2
258.5
80.8
71.3
163.7
192.0
60.6
61.8
131.5
148.0
6.3
16.5
123.6
263.1
279.6
281.4
427.6
全厂负荷计算
取K∑p=0.92;
K∑q=0.95
根据上表可算出：
∑P30i=1491.4kW;
∑Q30i=1101.7kvar
则P30=K∑P∑P30i=0.92×
1491.4kW=1372.1kW
Q30=K∑q∑Q30i=0.95×
1101.7kvar=1046.6kvar
S30=√（P302+Q302）≈1725.7KV·
A
高压侧:
I30
（1）=S30/√3UN
（1）≈92.4A
低压侧:
I30
（2）=S30/√3UN
（2）≈2309.5A
cosф=P30/S30=1372.1/1725.7≈0.80
（2）功率补偿
由于本设计中上级要求COSφ≥0.9,而由上面计算可知COSф=0.80<
0.9，因此需要进行无功补偿。
综合考虑在这里采用并联电容器进行低压集中补偿。
可选用BCMJ-0.4-15-1型的电容器
Qc=1372.1×
（tanarccos0.80－tanarccos0.92）Kvar
=439.1Kvar取Qc=450Kvar
因此，其电容器的个数为：
n=Qc/qC=450/15=30
而由于电容器是单相的，所以应为3的倍数，取30个正好
无功补偿后，变电所低压侧的计算负荷为：
S′30
（2）=√[1372.12+（1046.6-450）2]=1496.2KV·
变压器的功率损耗为：
△QT=0.06S′30
（2）=0.06*1496.2=89.8Kvar
△PT=0.015S′30
（2）=0.015*1496.2=22.4Kw
变电所高压侧计算负荷为：
P′30=1372.1+22.4=1394.4Kw
Q′30=（1046.6-450）+89.8=686.4Kvar
S′30=√（P30′2+Q30′2）
≈1554.2KV.A
无功率补偿后，工厂的功率因数为：
cosφ′=P30′/S30′=1394.4/1554.2≈0.90
则工厂的功率因数为：
cosφ′=P30′/S30′=0.90≥0.9
因此，符合本设计的要求
变电所的位置选择应考虑设备运输方便尽量靠近负荷中心，进出线方便，接近电源侧等方面，选择位置如下图标为A的圆圈位置所示：
型式的选择：
室内型，有值班室，一台变压器
具体情况见附图：
变电所平面布置图。
（1）主变压器台数的选择
该厂的二级负荷不多，可由采用低压联络线由邻近的单位取得的备用电源保证，因为基本电费按所装的主变压器容量来计费，为降低基本电费，宜采用一台变压器。
（2）变电所主变压器容量的选择
装设一台主变压器的变电所，主变压器的容量ST应满足：
SN.T≥S′30
一般取S30=（0.85～0.9）S′30
（2）＝1271.8KV·
A～1346.6KV·
因此选1600KV·
A的变压器一台，型号选S9-1600/10
（3）主结线方案选择
为满足生产要求，按照工厂变配电所主接线要求：
安全，可靠，灵活，经济，方案及方案编号参考吕光大主编的《建筑电气安装工程图集》，选择高压.低压主接线方案如下:
因为选择了只装一台主变压器的小型变电所，高压侧采用隔离开关-断路器的变电所主接线图。
一路电源进线，低压联络线由邻近的单位取得备用电源。
电压互感器
电源进线
计量专用
引出线
一次方案
54
11
JL-07
07
二次方案
JD2-335
JD2-316
JD2-314.315
JD2-324
四.短路电流计算I
（1）确定基准值
取Sd=1000MV·
A,UC1=10.5KV,UC2=0.4KV
而Id1=Sd/√3UC1=1000MV·
A/（√3×
10.5KV）=55.0KA
Id2=Sd/√3UC2=1000MV·
0.4KV）=1443.4KA
（2）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值
1）电力系统（SOC=500MV·
A）
X1*=1000MV·
A/500MV·
A=2
2）架空线路（XO=0.35Ω/km）
X2*=0.35Ω/km×
6km×
1000/（10.5KV）2=19.0
3）电力变压器（UK%=4.5）
X3*=UK%Sd/100SN=4.5×
1000MV·
A/（100×
1600KV.A）=28.1
（3）求k-1点高压侧的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量
1）总电抗标幺值
X*Σ（K-1）=X1*＋X2*=2+19.0=21.0
2）三相短路电流周期分量有效值
IK-1（3）=Id1/X*Σ（K-1）=55.0KA/21.0=2.62KA
3）其他三相短路电流
I"
（3）=I∞（3）=Ik-1（3）=2.62KA
ish（3）=2.55×
2.62KA=6.68KA
Ish（3）=1.51×
2.62KA=3.96KA
4）三相短路容量
Sk-1（3）=Sd/X*Σ（k-1）=1000/21.0=47.6KV·
（4）求k-2点即高压侧的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量
X*Σ（K-2）=X1*＋X2*＋X3*=2+19.0＋28.1=49.1
IK-2（3）=Id2/X*Σ（K-2）=1443.4KA/49.1=29.4KA
3）其他三相短路电流
（3）=I∞（3）=Ik-2（3）=29.4KA
ish（3）=1.84×
28.3KA=52.1KA
Ish（3）=1.09×
28.3KA=30.8KA
Sk-2（3）=Sd/X*Σ（k-2）=1000/49.1=20.4KV·
（1）高压设备
高压熔断器
选择：
RN2-10-0.5
校验：
最大开断电流85KA＞IK-1（3）=2.62KA
额定工作电压10KV≥线路电压10KV
额定工作电流0.5A可作为电流互感器的短路和过负荷保护设备使用
高压隔离开关
GN19-10、10C/400-12.5KA
额定工作电压10KV≥线路计算电压10KV
额定工作电流400A≥线路计算电流92.4A
额定动稳定电流峰值31.5KA≥ish（3）=6.68KA
高压断路器比上一级高压断路器过电流保护时限小0.4s即
top＝1.5s－0.4s=0.9s
tima=tk=top+toc=0.9s+0.2s=1.1s
4s热稳定电流12.5KA≥I∞（3）tima=2.62KA×
1.1s
高压断路器
ZN28-12-630A/31KA
额定工作电压12KV≥线路电压10KV
额定工作电流630A≥线路计算电流92.4A
额定动稳定电流峰值50KA≥ish（3）=6.68KA
4s热稳定电流20KA≥I∞（3）tima=2.62KA×
电流互感器
选择:
LAJ2-10150/5LQJ-10150/5
校验:
LAJ2-10150/5
额定工作电压10KV≥线路电压10KV
额定一次电流150A≥线路计算电流92.4A
额定动稳定电流峰值32.3KA≥ish（3）=6.68KA
1s短时热稳定电流有效值18KA≥I∞（3）tima=2.62KA×
LQJ-10150/5
额定动稳定电流有效值35.8KA≥ish（3）=6.68KA
1s短时热稳定电流13.5KA≥I∞（3）tima=2.62KA×
选择:
JSZW-10
母线
TMY-40×
4（其35OC时Ial=522A>
I30
（1）=92.4A,满足发热条件）
校
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